سباق المحيطات هو التحدي الأكبر في المحيطات - وهو سباق إبحار حول العالم عبر بعض المياه النائية على وجه الأرض. يمكن إرجاع جذور البرنامج العلمي للحدث إلى عام 2001 عندما التقطت أجهزة الاستشعار على متن السفينة بيانات من المياه السطحية. وشهد عام 2015 قيام الفرق بنشر عوامات عائمة لأول مرة.
ويتمثل أحد الأهداف الرئيسية للسباق، إلى جانب التفوق الرياضي، في تعزيز المعرفة وجمع البيانات عن صحة المحيطات. ويُعتبر هذا الأمر ذا قيمة خاصة للعلماء لأن الفرق تجمع المعلومات من مناطق المحيط التي نادراً ما تصل إليها سفن الأبحاث، مما يساعد على سد الثغرات المعرفية الهامة. وتشمل مجالات تركيز سباق 2022-23 قياس بيانات الأرصاد الجوية، والمعايير الأساسية للمحيطات، والتلوث البلاستيكي الدقيق؛ بالإضافة إلى نشر عوامات عائمة على السطح وعوامات آرغو؛ وحماية الحيوانات البحرية الضخمة؛ والبحث في التنوع البيولوجي للمحيطات. البيانات التي يتم جمعها مفتوحة المصدر وتتم مشاركتها مع الشركاء العلميين للسباق، وتغذي التقارير التي تُنير وتؤثر على السياسات والأهداف المناخية.
السياق
التحديات التي تمت مواجهتها
يجمع سباق المحيطات بيانات عن اثنين من أهم الأخطار التي تهدد المحيطات: تغير المناخ والتلوث البلاستيكي الدقيق. وتساهم بيانات أخذ العينات والأرصاد الجوية والعوامات العائمة على متن السفينة في وضع تنبؤات أكثر دقة عن الطقس والمناخ وصحة المحيطات.
ويؤثر عدم وجود قياسات مباشرة للمتغيرات البيئية والأوقيانوغرافية في المناطق التي تفتقر إلى البيانات على موثوقية التنبؤات ومحاكاة النمذجة. وتسهّل قوارب السباق، المعروفة أيضاً باسم "سفن الفرص"، هذا القياس المباشر لظروف المحيطات خارج مسارات البحث والشحن الروتينية، مما يساعد على سد الثغرات المعرفية الحرجة وتعزيز فهمنا للمحيطات وتغير المناخ.
كما تعالج مبادرات سباق المحيطات في جمع البيانات النقص النسبي في المعرفة فيما يتعلق بمدى وطبيعة التلوث البلاستيكي الدقيق في المحيط. وتمثل البيانات التي تجمعها القوارب بيانات أساسية مهمة، كما يسهل السباق أيضاً اختبار أنظمة مرنة لأخذ العينات العلمية التي يمكن نقلها ونشرها على متن القوارب
الموقع
العملية
ملخص العملية
إن تنظيم سباق حول العالم هو مقدمة للإبحار عبر بعض المناطق النائية من العالم. ومن خلال فهم أن ذلك يمكن أن يفيد المجتمع العلمي من خلال توفير وسيلة للوصول إلى المحيطات ووسيلة لنشر أجهزة القياس، يتيح التعاون وبناء الشراكات بين أصحاب المصلحة في السباق والمجتمع العلمي. كما أن إلزام الفرق والرياضيين بدعم البحث العلمي والمشاركة فيه من خلال ميثاق استدامة فرق سباق المحيطات ومدونة قواعد السلوك، يضمن أن يكون هذا التعاون جزءاً لا يتجزأ من سباق المحيطات.
وفي حين توفر القوارب الوسيلة لاختبار التكنولوجيا الجديدة وتقنيات أخذ العينات، فإن التعاون مع الشركاء العلميين يوفر التكنولوجيا والخبرة اللازمة لجمع البيانات ذات الصلة وتحليلها. فبدون المعرفة والخبرة التي يوفرها الشركاء العلميون وقدرتهم على تقييم النتائج والإبلاغ عنها، لن يكون من الممكن جمع بيانات ذات مغزى، ولا مشاركة النتائج ونشرها على الجماهير وأصحاب المصلحة المعنيين. تضمن الشراكة مع المؤسسات العلمية جمع بيانات عالية الجودة والمصداقية اللازمة لإثراء البحوث والسياسات.
اللبنات الأساسية
مضمار سباق فريد من نوعه يوفر إمكانية الوصول إلى مناطق جغرافية متطرفة جغرافياً ومناطق قليلة البيانات عبر محيطات الكوكب
إن الفرضية الأساسية لسباق المحيط - السباق للإبحار حول العالم - تعني أن السباق يأخذ المتسابقين بطبيعة الحال إلى بعض المناطق النائية في العالم. وهذا يجعله منصة فريدة من نوعها لإجراء البحوث العلمية لأنه يتيح للعلماء الوصول إلى مناطق نائية، مثل المحيط الجنوبي حول القارة القطبية الجنوبية، والتي نادراً ما يمكن الوصول إليها. وتلعب السفن التي تبحر خارج طرق الشحن المعتادة دوراً أساسياً في القدرة على نشر الأجهزة العلمية، مثل العوامات العائمة وعوامات Argo التي يتم نشرها خلال السباق، عبر مواقع لم يتم أخذ عينات منها بشكل كافٍ. ويتيح ذلك فرصاً نادرة لجمع البيانات من أجزاء من الكوكب لم تُسجَّل فيها معلومات كافية، مما يجعل السباق منصة مهمة لجمع البيانات التي لا يمكن الحصول عليها بطريقة أخرى وسدّ الثغرات في البيانات، مما يساهم في تعزيز فهمنا لمحيطاتنا.
عوامل التمكين
- إن الفرضية الأساسية لسباق المحيط - الإبحار حول العالم بأسرع ما يمكن - تعني أن السباق سيأخذ القوارب دائماً إلى مناطق لا تبحر فيها القوارب بشكل متكرر.
- سيحدد تصميم مسار السباق (مراحل السباق، ومحطات توقف السباق، وما إلى ذلك) الأماكن التي ستذهب إليها القوارب.
- تسمح قوارب السباق الشراعية بالوصول إلى بعض البحار النائية في الكوكب بالإضافة إلى مناطق خارج طرق الشحن والبحث الشائعة.
الدرس المستفاد
شكّل مسار السباق، مع توقفه في بلدان مختلفة، تحديات لوجستية فيما يتعلق بنقل المعدات العلمية إلى موانئ التوقف وكذلك شحن العينات والمواد والأدوات إلى الشركاء العلميين. على سبيل المثال، كانت الشحنات تخضع لشروط استيراد ورسوم جمركية متفاوتة حسب بلد المنشأ والوجهة.
وقد ساعد العمل مع المؤسسات العلمية المحلية في توفير المعدات ونقل المعدات على متنها والعمل بجدية مع الجمارك قبل النقل وأثناءه وبعده. تحتاج الخدمات اللوجستية للتجارب العلمية الدولية إلى التخطيط الجيد مسبقاً وإجراء جميع الأمور الإدارية مسبقاً فيما يتعلق بشحن المعدات والعينات وما إلى ذلك.
وضع مجموعة من لوائح السباق التي تضع العلم في قلب أنشطة السباق
تم وضع ميثاق الاستدامة ومدونة قواعد السلوك لفرق سباق المحيطات بالاشتراك مع الفرق للتعبير عن التزام الأسطول بأكمله بالعمليات المستدامة ودعم محيط صحي. يتضمن الميثاق مواضيع المناصرة والعلوم والتعلم والعمليات. يسعى الميثاق إلى حث جميع الفرق والموظفين والبحارة على الدفاع عن المحيط من خلال الإبحار المستدام والإجراءات الجماعية والشخصية.
على الصعيد العلمي، يجب أن تتعهد الفرق بالموافقة على:
- دعم اتخاذ القرارات القائمة على العلم.
- المشاركة في زيادة المعرفة والفهم لمحيطنا.
- استضافة المعدات العلمية على متن السفينة.
- المشاركة في برامج علم البحارة والمواطنين العلميين.
- المساهمة في عقد الأمم المتحدة لعلوم المحيطات بالتعاون مع سباق المحيطات.
تضمين العلم في الميثاق ومطالبة أصحاب المصلحة بالقيام بأنشطة مختلفة متعلقة بالعلوم أثناء التنافس في سباق الإبحار يدمج العلم، كقيمة أساسية، في ممارسات السباق. وهذا أمر فريد من نوعه في عالم الرياضة لأنه يتطلب من الفرق والرياضيين تحمل مسؤوليات بيئية بالإضافة إلى مسؤولياتهم الرياضية الحالية.
عوامل التمكين
- الوعي بتغير المناخ وأهمية المحيطات وهشاشتها.
- الرغبة في حماية المحيطات و"مضمار الإبحار".
- فهم أهمية جمع البيانات لعلوم المناخ والمحيطات.
- الرغبة في استخدام الإبحار والسباقات بما يتجاوز الأهداف الرياضية، كمنصة للبحث العلمي.
الدرس المستفاد
التعاون هو المفتاح، وعلى الجميع المشاركة وتحمل المسؤولية من أجل مستقبل أفضل للجميع.
يجب أن يكون الانخراط مع الفرق والشركاء والمدن المضيفة في وقت مبكر وهناك حاجة إلى دعمهم في رحلتهم - وليس كفكرة لاحقة أو إضافة في اللحظة الأخيرة. يجب أن يكون هناك شخص ما داخل كل فريق مخصص للاستدامة والحفاظ على ميثاق الاستدامة داخل الفريق والإدارة. من المهم عدم التقليل من حجم العمل اللازم للحفاظ على ميثاق الاستدامة وأهداف الاستدامة لدينا - تخصيص موارد كافية!
في حدث مثل سباق المحيطات، هناك أيضاً تحديات بسبب الظروف غير المتوقعة مثل إصلاحات القوارب الناتجة عن التفكيك أو التصادم والتي يمكن أن تزيد من البصمة والتأثير البيئي للفريق والسباق. من المهم أن يكون لديك بعض القدرات الإضافية والطوارئ لتعويض الظروف غير المتوقعة مثل هذه الظروف.
التعاون والشراكات مع المجتمع العلمي والمؤسسات العلمية
يُدار برنامج علوم سباق المحيطات بالتعاون مع مختلف الشركاء العلميين، ويجمع بين المنظمات والفرق لابتكار نُهج جديدة لجمع البيانات، وتطوير التكنولوجيا للمساهمة في رسم خرائط البيانات الموحدة العالمية، وزيادة معرفتنا بالمحيطات وعلاقاتها بتغير المناخ. وهو يوفر توسعًا فريدًا وواعدًا لشبكات الرصد، ويتيح تطوير تقنيات جديدة لأخذ العينات (مثل OceanPack-RACE - الذي تم تطويره وفقًا لمواصفات البحارة والعلماء).
تسمح الشراكات مع المجتمع العلمي بمعالجة البيانات التي تجمعها قوارب السباق وفحص جودتها من قبل الشركاء العلميين، ومن ثم إتاحتها من خلال قواعد بيانات عالمية مفتوحة المصدر. تشمل قواعد البيانات، من بين أمور أخرى، الشبكة الأوروبية للمراقبة والبيانات البحرية (EMODnet) وأطلس ثاني أكسيد الكربون السطحي للمحيطات (SOCAT) - الذي يُعلم ميزانية الكربون العالمية، التي تُعلم هي نفسها التوقعات والأهداف البيئية. ويساهم نشر العوامات العائمة، التي تشغلها شركة Météo France، في برنامج العوامات العائمة التابع للإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي.
عوامل التمكين
- المزايا الفريدة التي يوفرها السباق: مسار السباق عبر زوايا نائية من العالم، بالإضافة إلى يخوت السباق كوسيلة لتوظيف تكنولوجيا أخذ العينات العلمية والقياس.
- اهتمام المنظمين وأصحاب المصلحة (الفرق والرياضيين وغيرهم) ورغبتهم في المساهمة في البحث العلمي.
- تقدير المجتمع العلمي للفرص التي يوفرها سباق المحيطات للبحث العلمي.
- تنوع المشاركين في الإبحار والأطراف العلمية المعنية.
الدرس المستفاد
لا تزال المناقشات مع الشركاء والشركات الناشئة جارية بعد ورود تعليقات بشأن استخدام البلاستيك في بناء العوامات العائمة وصعوبة استعادتها عند انتهاء عمرها الافتراضي. وسيكون الهدف هو نشر أدوات قابلة للتحلل في الماء أو يمكن استعادتها.
جمع البيانات باستخدام يخوت السباق لأخذ العينات على متنها ونشر العوامات العائمة
وبالإضافة إلى تسهيل الوصول إلى المواقع التي يصعب الوصول إليها، توفر المراكب الشراعية أيضاً وسائل نقل مفيدة لنشر الأجهزة العلمية. يمكن للقوارب حمل المعدات العلمية، سواء لنشرها في المحيط، أو للقياس المستمر بواسطة أجهزة الاستشعار الموجودة على متنها بشكل دائم. وتعني سرعة قوارب السباق أنه يمكن التقاط البيانات من مواقع مختلفة عبر فترات زمنية قصيرة، وهو أمر لا يمكن تحقيقه بواسطة معظم سفن الأبحاث. كما يمكن استخدام اليخوت لتجربة واختبار تكنولوجيا وتقنيات بحثية جديدة، مثل التكنولوجيا التي تسمح بمشاركة النتائج في الوقت الحقيقي، وجهاز OceanPack - وهو جهاز يسجل البيانات الأساسية للمحيطات من على متن اليخوت.
وفي سياق السباق، فإن حمل الأجهزة التي تأخذ قياسات الأرصاد الجوية ليس مفيداً للشركاء العلميين فحسب، بل أيضاً للمشاركين في السباق أنفسهم، حيث يساعد على توفير المعلومات وتحسين توقعات الطقس التي ستؤثر على عملية اتخاذ القرارات والأداء خلال السباق.
يمهّد استخدام يخوت السباق لجمع البيانات الطريق لتركيب ونشر أجهزة القياس على سفن أخرى مثل قوارب الصيد أو القوارب التجارية، فضلاً عن القوارب الشراعية الأخرى.
عوامل التمكين
- يمكن تركيب أجهزة الاستشعار والأجهزة العلمية على القوارب الشراعية.
- وتتيح السرعات العالية التي يمكن أن تحققها اليخوت الشراعية جمع البيانات عبر فترات زمنية قصيرة.
- يمكن أن تصل القوارب إلى مواقع محددة لنشر عوامات عائمة أو عوامات Argo.
الدرس المستفاد
تم تصميم الأجهزة العلمية في الأصل للاستخدام على متن السفن البحثية أو التجارية الكبيرة. وقد طرح ذلك بعض التحديات التقنية فيما يتعلق باستخدامها وتركيبها على متن يخوت السباقات التي تقع خارج نطاق التطبيقات المقصودة. ونظراً لأن القوارب عبارة عن يخوت سباق، كان يجب أن تكون الأجهزة مرنة وخفيفة أيضاً.
وشملت التحديات تشغيل أجهزة أخذ العينات في بيئة تتسم بتذبذب إمدادات الطاقة، والتعرض المستمر للرطوبة المسببة للتآكل، وحيث يواجه المشغلون (أي الفرق والرياضيون) ضغوطاً بدنية (ونفسية) هائلة. وهذا يعني أن الأجهزة يجب أن تكون سهلة الاستخدام وبسيطة التشغيل بحيث يمكن للأفراد الذين لم يتلقوا تدريباً متخصصاً أن يستخدموها بفعالية وكفاءة في ظل ظروف مرهقة ومضغوطة. يتعاون سباق المحيطات مع الشركات المصنعة لتطوير التكنولوجيا وتعزيز موثوقيتها للاستخدامات المستقبلية.
مشاركة البيانات لدعم العلوم والسياسات
تساهم البيانات التي تجمعها قوارب السباق في فهم نظام المحيطات المعقد من خلال تسجيل قياسات مباشرة عالية الجودة. وتُرسل بيانات الأرصاد الجوية والبيانات الأوقيانوغرافية التي يتم جمعها من أجهزة الاستشعار الموجودة على متن القوارب (OceanPack ومحطات الطقس) والعوامات العائمة وعوامات Argo، إلى الشركاء العلميين في الوقت الحقيقي عبر الأقمار الصناعية. وفي حين أن البيانات وحدها مفيدة، فإن إمكاناتها الكاملة للنهوض بعلم المناخ تنشأ عندما يمكن دمجها مع البيانات الموجودة ودمجها في النماذج والتقييمات. ويؤدي تقاسم البيانات مع المجتمع العلمي إلى تيسير مراقبة الجودة والتوليف في منتجات بيانات مفيدة.
ويعني التعاون مع المؤسسات البيئية الرئيسية أن البيانات المجمعة يمكن أن تسهم في قواعد البيانات العالمية المفتوحة المصدر مثل أطلس كربون المحيطات السطحية (SOCAT)، وقاعدة البيانات العالمية للمحيطات التابعة للإدارة الوطنية لدراسة المحيطات والغلاف الجوي التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، والبرنامج العالمي للقمامة البحرية التابع لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة، وخدمة كوبرنيكوس البحرية، وشبكة الرصد والبيانات البحرية الأوروبية (EMODnet).
ويمكن بعد ذلك استخدام البيانات المجمعة لتقييم ورسم الخرائط ونمذجة القضايا الملحة مثل التلوث البلاستيكي أو درجة حرارة المحيطات أو حالة البيئات البحرية. وتساهم البيانات أيضًا في التقييمات والتقارير العلمية التي تدعم السياسات البيئية الرئيسية مثل ميزانية الكربون العالمية أو إطار عمل الأمم المتحدة بشأن تغير المناخ أو معاهدة البلاستيك.
عوامل التمكين
- التكنولوجيا التي تسمح بمشاركة البيانات في الوقت الحقيقي.
- ويضمن جعل البيانات التي يتم جمعها مفتوحة المصدر أن تكون متاحة للجميع، مما يعزز الاستخدام الأوسع والأكثر تأثيراً للبيانات للنهوض بعلوم المناخ.
- وتعني الشراكات مع المجتمع العلمي إمكانية إدراج البيانات في قواعد البيانات وإتاحتها لمن يستطيع استخدامها على أكمل وجه.
- وتعني مشاركة البيانات مع المنظمات التي تدرس تأثير النشاط البشري على المحيطات أنها يمكن أن تغذي التقارير وقواعد البيانات التي تُعلم وتؤثر على السياسات والأهداف البيئية
التأثيرات
وقد حظي البرنامج بقبول أكبر داخل مجتمع الإبحار ورفع مستوى الوعي بين
رعاتنا (حلقة ردود فعل إيجابية). أتيحت لنا الفرصة لتنويع المعدات واستكشاف الأساليب المتقدمة. على سبيل المثال، تضمن قارب شركة بيوثرم نشر مقياس التدفق الخلوي (وهو في الأساس مجهر آلي مزود بمضخة مياه). بالإضافة إلى ذلك، أجرينا تجارب على جهاز مبتكر لأخذ عينات العناصر النزرة في فريق ماليزيا وفريق سباق 11 ساعة، وأدخلنا جهازاً جديداً لأخذ عينات الحمض النووي الإلكتروني في فريق سباق 11 ساعة. تم جمع أكثر من 4 ملايين نقطة بيانات خلال 7 أشهر من السباق في البرنامج العلمي لسباق المحيط. وتساهم النتائج التي حصل عليها شركاؤنا العلميون في تقارير حيوية تُستخدم لإبلاغ الحكومات في جميع أنحاء العالم بالقرارات المهمة والتأثير عليها، بما في ذلك منشورات الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC)، وقواعد البيانات مثل أطلس ثاني أكسيد الكربون في المحيطات السطحية، الذي يوفر معلومات لميزانية الكربون العالمية، وهو تقييم سنوي لثاني أكسيد الكربون الذي يُسترشد به في تحديد الأهداف والتنبؤات لخفض الكربون. ويشكل البرنامج العلمي لسباق المحيطات جزءاً من مشروع أوديسي عقد المحيطات. قدم البرنامج العلمي قصصاً مقنعة لوسائل الإعلام في جميع أنحاء العالم. وحظي البرنامج ونتائجه بتغطية في وسائل الإعلام ذات الجودة العالية، بما في ذلك بي بي سي نيوز أونلاين، وسكاي نيوز، والغارديان والجزيرة.
المستفيدون
تتم مشاركة جميع البيانات التي يتم جمعها مع شركاء سباق المحيطات العلمي، وهم منظمات رائدة عالمياً مكرسة لدراسة آثار النشاط البشري على المحيطات والغلاف الجوي. هذا التعاون
يمثل حالة مربحة للجانبين.
أهداف التنمية المستدامة
القصة
أول عملية من نوعها لأخذ عينات من الحمض النووي الإلكتروني من على متن سفينة السباق
https://www.youtube.com/watch?v=RukDm4hz-c4